Інструкція для використання віртуальної електронної лабораторії
Electronics Workbench
1.1 Загальні положення
Система схемотехнічного моделювання Electronics Workbench призначена для моделювання й аналізу електричних схем.
Програма Electronics Workbench дозволяє моделювати аналогові, цифрові і цифроаналогові схеми великого ступеня складності. Існуючі в програмі бібліотеки містять у собі великий набір найбільш використовуваних електронних компонентів. Є можливість підключення і створення нових бібліотек компонентів. Параметри компонентів можна змінювати в широкому діапазоні.
В бібліотеки компонентів програми входять пасивні елементи, транзистори, керовані джерела, керовані ключі, гібридні елементи, індикатори, логічні елементи, тригерні пристрої, цифрові й аналогові елементи, спеціальні комбінаційні та послідовні схеми. Активні елементи можуть бути подані моделями як ідеальних, так і реальних елементів. Можливо також створення своїх моделей елементів і додання їх у бібліотеки елементів. У програмі використовується великий набір приладів для проведення вимірювань: амперметр, вольтметр, осцилограф, мультиметр, Боде-плотер (графопобудовник частотних характеристик схем), функціональний генератор, генератор слів, логічний аналізатор і логічний перетворювач.
1.2 Компоненти Electronics Workbench
Для операцій із компонентами на загальному полі Electronics Workbench виділені дві області: панель компонентів і поле компонентів (рис. 1).
Панель компонентів складається з піктограм полів компонентів, поле компонентів – з умовних зображень компонентів. Клацнувши мишею на одну з одинадцятьох піктограм, розташованих на панелі, можна відкрити відповідне поле. На рис. 1 відкрито поле пасивних компонентів (Passive). Розташування елементів у полях орієнтовано на те, як часто використовується компонент.
Для опису компонентів більш логічним є поділ їх за типами, якого ми будемо дотримуватись надалі, даючи в кожному випадку посилання на поле, у якому розташований компонент. На рис. 2 показані усі наявні у Electronics Workbench поля компонент. Цей рисунок отриманий штучно, насправді при роботі може бути відкрито тільки одне поле компонентів. Всі компоненти можна умовно розбити на такі групи: базові компоненти; джерела; лінійні компоненти; ключі; нелінійні компоненти; індикатори; логічні компоненти; вузли комбінаційного типу; вузли послідовного типу; гібридні компоненти.
Рисунок 1 – Головне поле Electronics Workbench
Рисунок 2 – Поля компонент
Базові компоненти
З’єднувальний вузол ●
З’єднувальний вузол застосовується для з'єднання провідників і створення контрольних точок. До кожного вузла може приєднуватися не більш чотирьох провідників. Після того, як схема зібрана, можна вставити додаткові вузли для приєднання приладів.
Заземлення
Компонент "заземлення" має нульову напругу і у такий спосіб забезпечує опорну точку для відліку потенціалів. Не всі схеми потребують заземлення для моделювання, проте, будь-яка схема, що містить операційний підсилювач, трансформатор, кероване джерело, осцилограф, повинна бути обов'язково заземлена, інакше прилади не будуть виконувати вимірювання або їхні показання виявляться неправильними.
Примітка. Будьте уважні при заземленні трансформаторів і керованих джерел.
Джерела живлення
Всі джерела в Electronics Workbench ідеальні. Внутрішній опір ідеального джерела напруги дорівнює нулю, тому його вихідна напруга не залежить від навантаження. Ідеальне джерело струму має нескінченно великий внутрішній опір, тому його струм не залежить від опору навантаження.
Примітка. Функціональний генератор можна використовувати як ідеальне джерело напруги.
Д
12V
ЕРС джерела постійної напруги або батареї задається у вікні (рис. 3), яке з’являється при подвійному натисканні миші на зображенні джерела. Короткою жирною рискою в зображенні батареї позначається вивід, що має від’ємний потенціал відносно іншого виводу. ЕРС може бути задана у V (вольтах), kV (кіловольтах), mV (мілівольтах), μV (мікровольтах).
Рисунок 3
Д
1А
Струм джерела постійного струму задається у вікні (рис. 4), яке з’являється при подвійному натисканні миші на зображенні джерела. Стрілка вказує напрямок струму (від "+" до "-"). Струм може бути задано в А (амперах), kА (кілоамперах), mА (міліамперах), μА (мікроамперах).
Рисунок 4
Д
120V/60Hz/0Deg
У вікні (рис. 5), яке з’являється при подвійному натисканні миші на зображенні джерела, можна задати:
діюче значення напруги – у V (вольтах), kV (кіловольтах), mV (мілівольтах), μV (мікровольтах);
частоту – у Hz (герцах), kHz (кілогерцах), MHz (мегагерцах);
початкову фазу – в градусах.
Рисунок 5
Д
1А/1Hz/0Deg
У вікні (рис. 6), яке з’являється при подвійному натисканні миші на зображенні джерела, можна задати:
діюче значення струму – в А (амперах), kА (кілоамперах), mА (міліамперах), μА (мікроамперах);
частоту – у Hz (герцах), kHz (кілогерцах), MHz (мегагерцах);
початкову фазу – в градусах.
Рисунок 6